Báo cáo thực tập tại chi nhánh nhà máy cốc hóa công ty cổ phần gang thép thái nguyên

KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Lời nói đầu
Công nghệ luyện cốc là một trong những nghành quan trọng của kỹ nghệ hoá
học ở trên thế giới và Việt nam .Trong đó sản phẩm chủ yếu là Cốc dùng cho
luyện kim và các sản phẩm hoá học. Bằng con đờng cốc hoá than ngời ta sản xuất
ra một loại nhiên liệu cho tới hiện nay cha có gì thay thế đợc dùng để nấu gang
trong các lò cao đó là cốc. Để nấu 1 tấn gang đòi hỏi 0,7 0,8 tấn cốc. Thực tế ở
Việt nam thì hơn. Nh vậy là trong giá thành của một tấn gang thì kốc chiếm
khoảng 40% hoặc hơn thế nữa. Cốc chiếm phần lớn thể tích lò cao. Những chỉ tiêu
kinh tế kỹ thuật của lò cao phụ thuộc đáng kể vào những tính chất cơ lý của kốc.
Cốc là một dạng nhiên liệu nguyên chất cacbon nhất và lại rẻ.
Là sinh viên khoa Hoá của trờng ĐHKH Thái Nguyên chúng tôi rất vui
mừng khi đợc thực tập tại Chi nhánh Nhà máy Cốc hoá- Công ty cổ phần Gang
thép Thái nguyên. Bằng những kiến thức đợc học trên ghế nhà trờng và đợc thực tế
thực tập, qua đợt thực tập này đã giúp tôi mở mang kiến thức và bổ trợ phần nào
kinh nghiệm cho tôi. Với tinh thần làm việc nghiêm túc và khẩn trơng tôi đã nắm
bắt đợc những kiến thức vô cùng bổ ích cho đợt thực tập này, nắm bắt đợc dây
chuyền tổng thể của toàn Nhà máy,tiếp cận đợc với các phơng pháp phân tích các
chỉ tiêu của nguyên liệu đầu vào, đầu ra của Nhà máy. Với thời gian thực tập có
hạn tôi đã cố gắng hết sức để hoàn thành bản báo cáo này, tuy nhiên sẽ không thể
tránh khỏi thiếu xót. Tôi xin chân thành nhận những ý kiến đóng góp của Thầy
giáo hớng dẫn và các bạn đồng nghiệp để cho bản báo cáo hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Phn I




KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Gii thiu khỏi quỏt chung v Nh mỏy Cc hoỏ
i. Quỏ trỡnh hỡnh thnh v phỏt trin

Tên doanh nghiệp : Chi nhánh Nhà máy Cốc Hoá- Công ty cổ phần
Gang thép Thái Nguyên.
Tên giao dịch quốc tế : COCHEFA
Địa chỉ : Phờng Cam Giá - Thành phố Thái nguyên, tỉnh Thái nguyên

Nhà máy Cốc Hoá là đơn vị thành viên thuộc Công ty Gang thép Thái
Nguyên, đợc thành lập ngày 06/9/1963 .Hiện nay Nhà máy gồm có 5 Phân
xởng sản xuất và 10 phòng ban chức năng với gần 646 CBCNV phần lớn là
bộ đội chuyển ngành và thanh niên lấy từ nông thôn lên. Sau hơn một năm đ-
ợc thành lập, với tinh thần khẩn trơng CBCNV Xởng luyện cốc (Nay là Nhà
máy Cốc Hoá) vừa triển khai chuẩn bị cho sản xuất vừa gia công sấy lò đảm
bảo yêu cầu kỹ thuật. Ngày 20/12/1964 mẻ cốc đầu tiên ra lò, ngày đó đã trở
thành ngày truyền thống của Nhà máy Cốc hoá.
Với những thành tích đã đạt đợc, Nhà máy đã vinh dự đợc nhận nhiều
phần thởng cao quý của Đảng và Nhà nớc nh sau:
Giai đoạn từ ngày thành lập đến 2003:
+ 01 huân chơng lao động hạng nhất (năm 2003)
+ 02 huân chơng lao động hạng ba (năm 1966, 1968)
+ 01 bằng khen của thủ tớng chính phủ (năm 1966)




KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Và nhiều bằng khen của các Bộ, các ngành chức năng và của tỉnh
Thái Nguyên trao tặng.
Năm 2004, nhân dịp kỷ niệm 40 năm truyền thống, Nhà máy đã vinh
dự đuợc Đảng và nhà nớc trao tặng Huân chơng lao động hạng nhất.
Năm 2009, nhân dịp kỷ niệm 45 năm truyền thống Nhà máy, Nhà máy vinh

dự đợc Đảng và Nhà nớc trao tặng Huân chơng Lao động Hạng ba.
ii. Sơ đồ tổ chức của Nhà máy cốc hoá
!
"#$#%&
Các phòng ban chức năng nhiệm vụ chủ yếu là giúp lãnh đạo Nhà máy trong
các công việc thu thập xử lý thông tin, số liệu về tình hình sản xuất, quản lý thiết
bị hớng dẫn điều hành, lập kế hoạch sản xuất, cung ứng vật t, công tác nhân sự,



'%()
*'+#,
*'+-#%(-+./+
*0123
*435!
*6!7
*0123
*6!8%9
*435!:
*435;5.
*43!/+
*435!+
+<%=9
*43;!
*0123)
>
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
định mức lao động, tiền lơng công chính và hạch toán kinh tế nhằm thực hiện tốt
quá trình sản xuất kinh doanh của toàn Nhà máy.
Để đảm bảo cho dây chuyền sản xuất nhịp nhàng tận dụng hết công sất máy

móc thiết bị và lực lợng lao động Nhà máy tổ chức sản xuất theo 5 phân xởng sản
xuất ( theo sơ đồ), các phân xởng này có quyền lợi ngang nhau, có mối quan hệ
tác động qua lại hỗ trợ lẫn nhau trong sản xuất. Phân xởng có trách nhiệm báo cáo
lại hoạt động của mình lên các phòng chức năng và chịu sự quản lý chỉ đạo
chuyên môn nghiệp vụ của các phòng chức năng.
Các phân xởng có trách nhiệm tổ chức, quản lý nhân lực, thực hiện các
nhiệm vụ sản xuất theo kế họach. Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo quy
chế và qui trình, luật của các phòng đội đã xây dựng và đợc Giám đốc Nhà máy
phê duyệt.
Phân xởng Than - phân xởng Luyện cốc Phân xởng Hoá là 3 phân xởng
trong dây chuyền sản xuất cốc luyện kim của Nhà máy.
Phân xởng Cán thép là phân xởng chính trong dây truyền cán thép hình các
loại.
!?@#%&AB$A:(B!)%9B
- Sản xuất kinh doanh cốc luyện kim.
- Sản xuất kinh doanh Dầu phòng mục.
- Sản xuất kinh doanh Bê tum.
- Sản xuất kinh doanh Nhựa đờng.
- Sản xuất kinh doanh Nap ta len tạp; Nap ta len tinh
- Sản xuất kinh doanh Dầu phòng mục sạch.
- Sản xuất kinh doanh Dầu cốc tinh chế.
- Sản xuất kinh doanh thép.
+ Sản lợng chính của Nhà máy là cốc luyện kim: 135.000tấn/năm.
+ Sản phẩm thép cán các loại: TB 10.000 tấn/năm và các sản phẩm khác.



C
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Chơng I

Giới thiệu khái quát về công nghệ luyện cốc
I. ý nghĩa của CÔNG nghệ luyện cốc:
Trớc đây quá trình sản xuất của lò cao dùng than gỗ. Mãi đến thế kỷ
18, than cốc đã thay thế cho than gỗ trong sản xuất gang của lò cao. Đến nay
trên thế giới hầu hết sử dụng than cốc để sản xuất gang từ quặng sắt.
Than gỗ đắt và hiếm; Than đá (than mỡ) có nhiều và rẻ, mặt khác sản
xuất của lò cao đòi hỏi loại nhiên liệu chịu đựng đợc điều kiện nhiệt độ, chịu
va đập lớn và không bị vỡ vụn. Than gỗ đã không đáp ứng đợc yêu cầu này.
Vì thế đã nẩy sinh vấn đề luyện một loại nhiên liệu bền nhiệt, bền va đập và
đáp ứng các chỉ tiêu khác phục vụ cho sản xuất của lò cao. Việc luyện than
đá (than mỡ) thành than cốc đạt đợc mục đích trên, vì vậy công nghệ luyện
cốc phát triển mạnh mẽ theo bớc phát triển của ngành luyện gang. Đồng thời
đem lại nhiều sản phẩm hoá học quý thu đợc qua quá trình cốc hoá than.
Quá trình cốc hoá than ta thu đợc: Cốc, dầu cốc và khí cốc. Chng cất
dầu cốc ta thu đợc các sản phẩm hoá học: Phênol, Naphtalen, Kcylenol,
antracen.v.v. Từ khí cốc ta thu đợc: Benzen, Tôluen, NH
3
, khí than sạch.v.v.
Bởi vậy việc chế biến than thành than cốc và đồng thời thu hồi chế
biến các sản phẩm hoá của quá trình cốc hoá có một ý nghĩa quan trọng về
mặt kỹ thuật và phơng diện phát triển kinh tế.
II. Các sản phẩm của quá trình cốc hoá và ứng dụng
- Quá trình cốc hoá là quá trình đốt nóng than phối liệu ở nhiệt độ cao
trong buồng lò kín, không có không khí tham gia. Kết quả của quá trình cốc
hoá ta thu đợc sản phẩm chính là cốc luyện cục rắn lại trong lò và các sản
phẩm đợc tách ra từ quá trình cốc hoá.
ứ 3&D3AE(FG?B9)
H!) Là nhiên liệu quan trọng không thể thiếu đợc của ngành công
nghiệp luyện kim, chủ yếu để luyện quặng sắt thành gang trong lò cao,
ngoài ra cốc đợc dùng trong các lò đúc, lò phát sinh, trong luyện kim

I
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
mầu.v.v., cốc còn dùng dể sản xuất hồ điện cực, phân lân nung chẩy, sản
xuất đất đèn.v.v
=H.J) Là một sản phẩm gồm trên 300 chất khác nhau, chúng
thuộc nhiều loại Cacbuhyđrô khác nhau. Hợp chất thơm trung tính, các hợp
chất dị vòng Phênol và Base. Đa số các chất có hàm lợng nhỏ, nên không
tách riêng biệt. ở Nhà máy Cốc hoá, dầu cốc đợc đem chng tách để thu các
sản phẩm có hàm lợng lớn và có giá trị cho nền kinh tế quốc dân nh:
Náphtalen, antraxen, bi tum, dầu phòng mục, nhựa đờng. Các sản phẩm này
đợc làm nguyên liệu trong thuốc nhuộm, làm hồ điện cực hay làm nhiên
liệu.v.v
H5K)3 Dùng làm nhiên liệu đốt gia nhiệt lò cốc, sấy lò
thép, lò cao, nung phôi thép, đốt gia nhiệt nồi hơi, chng dầu cốc.v.v
Ngoài ra từ hỗn hợp khí cốc còn có thể thu đợc các sản phẩm hoá học
nh: Benzen, Tôluen, Xylen, phênol, NH
3
, một số hợp chất dùng làm nguyên
liệu sản xuất thuốc y dợc, sản xuất phân bón sulphátanmôn (NH
3
)
2
SO
4

III. Vai trò của cốc luyện kim trong công nghiệp luyện gang
Nguyên tắc chung của việc luyện gang là dùng Oxit Cacbon (CO) khử

Oxit sắt trong lò cao, than cốc trong lò cao vừa cháy để cung cấp nhiệt nung
quặng vừa thực hiện phản ứng hoàn nguyên quặng để tạo gang:
C + O
2
= CO
2
+ Q
1.
CO
2
+ C = 2CO - Q
2.
Sau đó, CO khử Fe
2
O
3
Fe
3
O
4
FeO Fe.
3Fe
2
O
3
+ CO = 2Fe
3
O
4
+ CO

2
- Q
3.
Fe
3
O
4
+ CO = 3FeO + CO
2
- Q
4
FeO + CO = Fe + CO
2
Q
5
Các Oxit Mangan (MnO), Oxit silíc (Si
2
O
3
) trong gang cũng bị khử để
tạo thành Mn và Si.
Hỗn hợp sắt với Mangan, Silíc, Cacbon, Lu huỳnh và Phốt pho tạo
thành gang chảy lỏng trong lò. Phần tạp chất có trong quặng đợc chất trợ
dung (đá vôi) khử tạo thành xỉ nổi trên mặt nớc gang và đợc tháo ra ngoài.



L
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Để luyện 1 tấn gang cần 0,7 - 0,8 tấn cốc. Thực tế ở lò cao của Công ty cổ

phần Gang thép Thái Nguyên tiêu hao cốc nhiều hơn. Nh vậy, trong giá thành của
một tấn gang thì cốc chiếm khoảng 40% hoặc hơn nữa. Những chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật của lò cao phụ thuộc đáng kể vào tính chất cơ, lý của cốc. Nh vậy, cốc có vai
trò rất quan trọng để sản xuất gang ở lò cao đạt năng suất cao và chất lợng tốt.



M
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Chơng II
Dây chuyền công nghệ phân x ởng than
I. Lu trình công nghệ chuẩn bị than:
N8O&0BBPQ339
Lò Kốc



R
Than ở bãi chứa
Băng tải 1
Băng tải
2
Băng tải
3
Nam châm điện
Nghiền kỹ
BT
4
Băng tại số 5
Băng tại số 6

Đờng sắt
Hầm than
Băng tải
3
Kho than
1 và 1' là 2
Mâm trộn
Tháp than
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
B$(% Than đã tuyển sạch chở từ mỏ về đổ ở bãi than, đổ đống
riêng từng loại, dùng xe ủi đầm nén.
Bãi than có nhiệm vụ dự trữ và bảo quản than để sản xuất cốc. Lợng
than dự trữ trên kho tuỳ thuộc vào khả năng cung cấp của nơi sản xuất than
thông thờng với lợng dự trữ 2ữ3 tháng. Khi sản xuất, than đợc xe ủi đẩy từng
loại vào hầm than. Hầm chứa than gồm 12 phễu chứa riêng biệt (dung tích 1
phễu là 70m
3
). Trên miệng hầm có sàn lới thép 150x150mm để giữ lại những
vật có kích thớc lớn, làm tơi than để giảm tỷ trọng đổ của than trong phễu
chứa. Than từ phễu chứa rót xuống băng tải 1 đa xuống băng tải 2, qua băng
tải 3 vào các phễu chứa ở kho pha trộn. ở kho trộn có 5 phễu chứa, dung tích
1 phễu là 100m
3
. Dới mỗi phễu có 1 mâm trộn để điều chỉnh lợng than
xuống băng tải 4 theo tỷ lệ phối liệu quy định. Từ băng tải 4, than đợc đa vào
máy nghiền kỹ (kiểu búa). Trớc khi vào máy nghiền kỹ than đợc qua 1 nam
châm điện từ để hút sắt, thép lẫn trong phối liệu.
Máy nghiền kỹ có nhiệm vụ vừa nghiền vừa trộn phối liệu than. Yêu
cầu than ra khỏi máy nghiền kỹ có cỡ hạt từ 0- 3mm theo yêu cầu kỹ thuật,
thông thờng cỡ hạt này chiếm 87% 1. Sau đó than phối liệu đợc băng tải 5

và băng tải 6 đa lên tháp than. Tháp than có thể chứa đợc 800 tấn than phối
liệu.
II. Các thông số kỹ thuật của phối liệu than luyện cốc:
Để sản xuất cốc luyện kim đạt yêu cầu chất lợng cần có phối liệu than
đảm bảo các thông số kỹ thuật sau đây:
+<E( W
P
= 7ữ10%, tốt nhất = 8%
(Do than Phấn mễ và Làng cẩm đa về bãi than của Nhà máy Cốc hoá đã
qua tuyển nổi, nên W
P
= 11ữ13% thậm chí W
P
= 15ữ 16% ).
-$S>TS : Độ ẩm của than hiện nay có độ ẩm bình quân là :
Than Phấn Mễ : 17,6 % ; Than Nhập ngoại (Côlômbia) : 10,0%
;(?U3?V: S = 0,9ữ1,2%, càng thấp càng tốt.
(Than Phấn mễ có S= 1,1ữ1,15%; Than Làng cẩm có S= 1,2ữ1,6%).



W
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
-$S>TS : Hàm lợng S của than hiện nay có hàm lợng bình quân
là :
Than Phấn Mễ : 1,23 % ; Than Nhập ngoại (Côlômbia) : 0,75 %
>+< A
C
10% (càng nhỏ càng tốt).
Hiện Nhà máy Cốc hoá đang sản xuất với than phối liệu có A

C
15 %.
($ A
C
10 ữ 11,39%)
C;(?U3=)XY
!
H: V
C
=22ữ 28%, tốt nhất là 25%.
- Hiện Nhà máy ta đang sản xuất với than phối liệu có V
C
= 21ữ22%.
-$S>TS :Hàm lợng chất bốc của than hiện nay có hàm lợng bình
quân là :
Than Phấn Mễ : 20,23 % ; Than Nhập ngoại (Côlômbia) : 26,23 %
I!Z[: từ 0-3mm cho phép : 87% 1 (tuỳ loại than, cỡ hạt nghiền
80 83 %).
-$S>TS Cỡ hạt nghiền tại băng chuyền 5 là: 81,6 %.
L+<: X= 35ữ 40mm. Độ cốc hoá (tầng dẻo ). Y =10ữ20mm.
-$S>TS Tại băng chuyền 5 : X= 32mm ; Y = 19,8 mm
Than Phấn Mễ :X = 23 ;Y = 20 mm ; Than Nhập ngoại (Côlômbia) :
X= 36 mm; Y=20,3 mm .
iii. sự biến chất của than khi bị oxi hoá:
Quá trình oxi hoá than là quá trình ôxy hoá tự nó xảy ra dới tác dụng của
Oxi có trong không khí và một số điều kiện tự nhiên khác nh: Ma phùn, sấm
sét, kích thớc hạt v.v.
- Hiệu suất nhựa của quá trình bán cốc sẽ giảm, độ tro của than tăng. Độ
bền cơ giảm nếu sự ô xy hoá sâu.
Tóm lạ i : Khi than tự oxi hoá mọi tính chất của than đều thay đổi, đặc

biệt giảm khả năng kết cốc. Vì vậy cần phải bảo quản để phòng và chống oxi
hoá than là rất quan trọng.
* Các phơng pháp bảo quản than tránh tự oxi hoá:
+ Phơng pháp cơ lý:



S
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
a) Bảo quản kín: Để than ở trong các boong ke đặc biệt hoặc ngâm dới
nớc.
b) Bảo quản nửa kín: Bảo quản ở kho có mái che, đầm nén, đánh
đống.
c) Bảo quản hở: Bảo quản than có dùng chế độ thông gió, bảo quản có
dùng các tác nhân hoá học làm ức chế quá trình oxi hoá.
+ *83\:
Nguyên tắc của phơng pháp này là dùng các chất hoá học để ngăn
ngừa quá trình tự oxi hoá than. Những chất đợc dùng vào mục đích đó gọi là
chất ức chế hoá học . Một số chất ức chế thờng dùng là: Na
2
CO
3
, CaCl
2
,
Ca(OH)
2
, Ca(HCO
3
)

2
, NH
4
OH v.v
Cơ chế của phơng pháp dùng chất ức chế hoá học: (Giả sử chất ức chế
ta dùng là Ca(HCO
3
)
2
.
2RCOOH + Ca(HCO
3
)
2
(R COO)
2
Ca + CO
2
+H
2
O
Trong đó: RCOOH là gốc có trong than
Thực chất phản ứng trên xẩy ra nh sau:
Ca(HCO
3
)
2
CaCO
3
+ CO

2
+ H
2
O
CaCO
3
+ R COOH (R COOH)
2
Ca + CO
2
+H
2
O
Trong phản ứng này, gốc (R COOH)
2
Ca không hoạt động, khí CO
2
phủ
toàn bề mặt đống than ngăn không cho oxi tiếp xúc với than, do đó quá trình
tự oxi hoá than không xẩy ra.
Tại Nhà máy Cốc hoá hiện nay việc bảo quản than có hiệu quả nhất là
dùng phơng pháp đánh đống và đầm nén. Các phơng pháp khác đều không
sử dụng (do điều kiện hoặc do giá thành).
IV. Nhận xét :
- Dây chuyền công nghệ cũ và lạc hậu, các công việc mang tính chất cơ giới
hoá tự động hoá còn ít ( Sử dụng khí nén dới hầm than, tổ pha trộn than).
- Độ ẩm than chứa ở bãi còn cao, dẫn đến tiêu hao sức lao động của ngời lao
động ( do phải chọc than thờng xuyên) rất vất vả .

KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
- Khu vực hầm than độ chiếu sáng cha đảm bảo, mặc dù lắp rất nhiều bóng
điện ( có thể thay bóng loại khác sáng hơn tiết kiệm năng lợng hơn).
- Bãi than cần có mái che toàn diện đảm bảo than nhập về không bị phong
hoá, độ ẩm than sẽ duy trì đảm bảo sản xuất .
- Khu vực máy nghiền 37 ; 38 tơng đối ồn và bụi, cần phải có biện pháp
giảm thiểu ô nhiễm bụi khu vực này.
- Kỹ năng vận hành máy nghiền rất quan trọng phụ thuộc vào trình độ bậc
thợ của ngời công nhân tại phân xởng ( Điều chỉnh cỡ hạt than sau nghiền
rất quan trọng ).




KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Chơng III
Dây chuyền công nghệ phân x ởng CốC
I. Đặc điểm của lò cốc Thái Nguyên:
- Lò cốc Thái Nguyên có 45 buồng than hoá, 46 buồng đốt và 47
buồng tích nhiệt (cả 2 bên máy và bên cốc gồm 94 buồng tích nhiệt)
- Lò cốc Thái Nguyên là loại lò có ống lửa tập trung và không tuần
hoàn khí thải. Lò đợc gia nhiệt bằng khí cốc nghịch, khí cốc nghịch đa vào
buồng đốt theo chu kỳ giao hoán 20 phút/lần đổi chiều đốt bên máy và bên
cốc.
- Lò cốc Thái Nguyên có buồng tích nhiệt ngang, tờng hiểm dọc (tờng
hiểm là tờng ngăn cách giữa đờng khí lên và đờng khí xuống ở buồng tích
nhiệt).
+ ]%^(

- Hiệu ứng nhiệt công tơng đối cao, tiêu hao nhiệt cho quá trình cốc
hoá vừa phải.
- Dễ xây lò, vốn đầu t ít.
+ : U%^(
- Đỉnh buồng tích nhiệt không bền, sự phân bố trở lực trong lò không
đều.
- Thao tác điều nhiệt gặp nhiều khó khăn (khó đồng đều).
II. dây chuyền công nghệ sản xuất của PX cốc:
N8O&0BBP



>
Xe rótXe tống
Lò cốc
Xe chặn
Xe dập
N
ớc đã sử
lý Phenol
Tháp dập
Bến cốc
Băng tải
Sàng con lăn
Khí cốc nghịch
Không khí
ống tập khí
Nớc NH
3
Khí cốc thuận sang

công đoạn thu hồi, chế
biến SP hoá
Khí cốc nghịch
Sử lý
Phenol
Nớc Phenol
PX hoá
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn



Khí ra ngoài trời
B$(%&0BBPQ33



C
Tháp than
Cân tự động
Nớc d
ra cống
Hơi dập cốc
Bộ phận sử
lý khí thải
Cốc 0ữ15mm
Cốc 15mm
Cốc bán cho
các hộ khác
Cốc sang gang
Khí thải đã

xử lý
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Phối liệu than trên tháp than có các chỉ tiêu kỹ thuật: A, V, W, S, X, Y
và cỡ hạt theo yêu cầu, từ trên tháp than đợc tháo xuống các phễu của xe rót
và qua cân xác định trọng lợng than theo quy định.
Xe rót than chạy trên đỉnh lò, nạp than vào buồng than hoá, khi rót
than xe tống đa cần dàn than vào để dàn cho mặt than trong buồng than hoá
đợc bằng phẳng. Sau đó, đậy miệng rót than và đóng kín cửa dàn than lại.
Hai bên tờng của một buồng than hoá có 2 buồng đốt cung cấp nhiệt. Trong
buồng đốt, khí cốc nghịch và không khí đã đợc sấy nóng tham gia phản ứng
cháy, toả nhiệt cung cấp cho quá trình luyện than thành cốc.
Cứ 20 phút máy giao hoán lại đổi chiều đốt từ máy sang phía cốc và
ngợc lại (đốt bên máy khí thải xuống bên cốc và đốt bên cốc thì khí thải
xuống bên máy).
Trong buồng than hoá, khí cốc tạo thành trong quá trình luyện cốc tập trung
lên khoảng không ở trên đỉnh buồng than hoá và theo ống thợng thăng qua
ống cầu vào ống tập khí. Tại đây hỗn hợp khí sẽ đợc hạ nhiệt từ 800
O
C
xuống 80ữ100
O
C bởi quá trình phun tới nớc NH
3
.

Bộ phận quạt gió sẽ hút khí
than ở ống tập khí qua phân ly và làm lạnh sơ, đẩy vào khử mù. Qua quá
trình trên sẽ thu hồi đợc dầu cốc và khí cốc nghịch, dầu cốc đợc đa sang khu
chế biến để sản xuất các sản phẩm hóa học. Khí cốc nghịch đợc quay lại gia
nhiệt lò cốc và cung cấp cho các hộ tiêu thụ khác. Khi nhiệt độ trung tâm

bánh cốc đạt 950ữ1050
O
C, cốc đã chín, xe tống mở cửa lò phía máy và xe
chặn mở cửa lò phía cốc, xe dập đứng đúng vị trí. Sau đó, xe tống đa cần
tống vào đẩy cốc ra khỏi buồng lò. Cốc nóng đỏ qua máng xe chặn rơi
xuống va gông xe dập, xe dập đa cốc nóng đỏ đến tháp dập để tới nớc làm
nguội cốc, rồi mang cốc về đổ rải xuống bến cốc để nguội ráo nớc. Từ bến
cốc, cốc đợc trút xuống băng tải vận chuyển lên lầu sàng để phân loại cỡ hạt
cốc bằng sàng đĩa, cốc có cỡ hạt 15mm đợc chứa vào kho cốc luyện kim,
cốc từ kho đợc băng tải đa qua cân tự động để xác định trọng lợng và
chuyển sang lò cao để luyện gang, cốc dới sàng có cỡ hạt từ 0ữ15mm đợc đa
xuống bãi để phân ra làm 2 loại: 0ữ5mm và 5ữ15mm.



I
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
_N ớc dập cốc:
Phần nớc thải Phenol của Phân xởng hoá đợc tập trung đa về bộ phận
sử lý Phenol bằng vi sinh vật. Sau khi nớc đã xử lý Phenol đạt yêu cầu đợc đ-
a về bể tháp dập để bơm lên dập cốc nóng đỏ. Phần hơi dập cốc đợc bộ phận
xử lý khí thải hút về xử lý khí độc. Sau đó phần nớc ngng tụ đợc đa trở lại bể
dập cốc.
IIi. quá trình biến đổi theo nhiệt độ của phối liệu than Trong lò
cốc để chuyển thành cốc:
Than phối liệu đợc nạp vào buồng lò cách ly với không khí bên ngoài, dới
tác dụng của nhiệt độ phối liệu than biến đổi nh sau:
'%%[E(`
a
SS

a
! Đây là giai đoạn thoát ẩm trong than phối
liệu.
-FSSữSS
a
! Tách ra những khí hấp phụ trên than nh: CO
2
, CH
4
,
không khí v.v. Chúng không phải là sản phẩm của sự phân huỷ than.
-FSSữ>SS
a
! Bắt dầu sự phân huỷ nhiệt Tách ra nớc nhiệt phân,
CO
2
, cũng xuất hiện sự ngng tụ các phần tử than với nhau.
-F>SSữCSS
a
! Sự phân huỷ nhiệt tăng, ngoài hơi nớc, CO
2
còn tách
ra Sunfua hyđrô, một ít lu huỳnh hữu cơ, khả năng kết dính của than giảm
dần. Khi nhiệt độ gần đến 400
O
C quá trình phân huỷ mạnh hơn, tách ra một
lợng lớn mê tan và đồng đẳng của nó, olêfin và dầu cũng đợc tách ra.
'%%[A[3%#Q
a
bSSữCSS

a
!
Đây là quá trình bắt đầu phân huỷ than, tạo ra chất bốc ở dạng khí.
>'%%[[[3%&c`
a
bCSSữISS
a
!
Khối than bị chẩy mềm và trở nên dẻo. Sự phân huỷ càng mạnh tách ra
nhiều hơi nhựa và hyđrocacbon. Thể khí, khí thấm qua khối dẻo thoát ra đã
tạo độ xốp cho cốc. Khối dẻo bị phân huỷ rất nhiều và bị đóng rắn khi nhiệt
độ xấp xỉ 500
O
C.
C'%%[[=)`
a
bISSữLIS
a
!



L
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Khối dẻo đóng rắn lại tạo bán cốc và tạo ra các sản phẩm dạng lỏng
(dầu) và khí (C
n
H
m
, CH

4
, H
2
).
I'%%[[)
a
bLISữWSS
a
!
Bán cốc phân huỷ tạo ra cốc, khí thoát ra nhanh và mạnh chủ yếu H
2
,
phần chất bốc còn lại trong cặn rắn dần thoát ra hết, bánh cốc bắt đầu co
ngang và bị vỡ ra do có những vết nứt ngang dọc. Nó dần dần chuyển thành
cốc.
L'%%[[)?B9#%(
a
bWSSữSSS
a
!
Giai đoạn này từ cặn rắn lại tiếp tục tách ra một lợng khí, cặn rắn còn
lại chắc hơn, bền hơn gọi là cốc luyện kim.
d(?[% Quá trình nhiệt phân than là quá trình phân huỷ những phần
tử ban đầu để tạo ra 3 loại phân tử mới: Những phần tử nhỏ là các phân tử
khí; Những phân tử trung bình là các phân tử nhựa; Những phân tử lớn là các
phân tử cốc. Phân tử cốc về kích thớc lớn hơn rất nhiều so với phân tử của
nhiên liệu ban đầu.
Iv. các chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá chất lợng cốc LUYệN KIM: (Cốc
đợc sản xuất tại Nhà máy Cốc Thái Nguyên những năm gần đây).
+ Độ ẩm W

P
= 4%. $S>TS%9B :5,2 %.
+ Độ tro A
C
15%.$S>TS%9B : 10,74%
+ Lu huỳnh S 1%.$S>TS%9B : 0,92 %
+ Chất bốc V
C
1,2%. $S>TS%9B :0,82 %
+ Hàm lợng các bon C > 80%.$S>TS%9B :85,04%
+ Cờng độ trống quay 300ữ340 kg.
$S>TS%9B=G0 e3<)3GB?: 315
V. CấU TạO Lò CốC :
Lũ luyn cc c xõy dng theo thit k ca vin thit k An Sn Trung
Quc. Lũ gm 45 bung than húa v 46 bung t, 47 buồng tích nhiệt to thnh
h lũ liờn kt nhau. Nhiờn liu t lũ l khớ than phát sinh ra t lũ trong quỏ trỡnh
nung cc sau khi ó lm lnh v thu hi du cc.
- Chiu di lũ: 46.600 mm



M
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
- Chiu cao t ngn cc húa n nh lũ: 6.710 mm
1 .Bung than húa:
+ S lng: 45 bung
+ Chiu rng c cu to theo hỡnh cụn t phớa Bc sang phớa Nam, vi cỏc
kớch thc c bn nh sau: Chiu rng phớa Bc 400 mm, chiu rng phớa Nam
440 mm, chiu rng trung bỡnh 420 mm
+ Chiu di bung than húa: 10.470 mm

+ Chiu cao bung than húa: 2.800 mm
+ Th tớch cú ớch: 10,4 m
3
2.Bung t:
+ S lng: 46 bung
+ Chiu rng: 350 mm ( hai bung t u lũ rng 370mm )
+ Chiu di: 10470 mm
+ Chiu cao ( tớnh t ming ng t n ng lu ngang ): 1.920 mm
Dc theo chiu di bung t b chớ 21 ng t, bao gm bờn mỏy (phớa
tng cc ra khi lũ, tớnh t ng trung tõm n ca lũ phớa bc) 11 ng t, bờn
cc ( phn lũ dựng luyn cc, tớnh t ng trung tõm n ca lũ phớa nam ) 10
ng. Vic b trớ ng la khụng bng nhau nh vy l do nhu cu v cp nhit cho
bờn cc nhiu hn bờn mỏy, vỡ bung than húa c b trớ theo hỡnh cụn 400/440
mm t phớa mỏy sang phớa cc.
Vi .Chế độ nhiệt và chế Độ áp suất của lò cốc Thái Nguyên
!$<%9
f:3Bg%P%9
- Điều nhiệt phải đảm bảo nhiệt độ lò theo yêu cầu và đạt sản lợng cao,
chất lợng cốc tốt, bánh cốc chín đồng đều.
- Sản phẩm hoá học quý thu đợc nhiều nhất.
- Đảm bảo tuổi thọ của lò cốc đợc lâu dài



R
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
- Tiêu hao nhiệt nhỏ nhất.
f!$<%9
+ Duy trì nhiệt độ đảm bảo ổn định theo nhiệt độ tiêu chuẩn quy định.
+ Nhiệt độ điểm cao nhất cho phép > 1360

O
C (đối với lò cốc Thái
Nguyên hiện tại do xây 7 lớp đờng xiên bằng gạch cao nhôm nhiệt độ chảy
mềm thấp: nhiệt dộ biến mềm dới tải trọng 2kg/cm
2
là 1420
O
C, nên nhiệt độ
cao nhất cho phép đối với ống lửa cá biệt > 1360
O
C). Đối với lò cốc khác:
nhiệt độ cao nhất cho phép phụ thuộc vào điều kiện của lò có quy định phù
hợp riêng.
+ Nhiệt độ trung tâm bánh cốc trớc khi tống cốc 950ữ1050
O
C. Nhiệt
độ chênh lệch dới và trên bánh cốc 120
O
C đảm bảo bánh cốc chín đều.
+ Nhiệt độ không gian đỉnh lò là 750 ữ850
O
C, đảm bảo hiệu suất sản
phẩm hoá học cao nhất, đảm bảo cốc ở phần trên chín đợc.
+ Nhiệt độ tập khí: 80ữ100
O
C.
Nếu >100
O
C, thể tích khí ra khỏi ống tập khí lớn, nhiệt độ cao gây ảnh
hởng thiết bị làm lạnh sơ, nhiệt độ khí than vào quạt gió cao gây ảnh hởng

đến vân hành quạt gió.
Nếu < 80
O
C sẽ làm cho sự lu động dầu cốc khó khăn trong ống tập khí,
gây tắc và kẹt ống cầu, giảm sự bốc hơi nớc, giảm hiệu suất làm lạnh khí cốc
.
+ Nhiệt độ tiêu chuẩn:
Với mỗi thời gian kết cốc, căn cứ vào nhiệt độ trung tâm bánh cốc
(950ữ1050
O
C) để đặt ra nhiệt độ tiêu chuẩn. Mặt khác phải đảm bảo sao cho
nhiệt độ quy định (ở buồng đốt) điểm cao nhất phải khống chế dới nhiệt độ
cao nhất cho phép của thể lò và điểm thấp nhất phải lớn hơn 1100
O
C.
Nhiệt độ tiêu chuẩn phía máy nhỏ hơn ở phía cốc từ 30ữ50
O
C (tuỳ
theo điều kiện thực tế của lò).
!$<?



W
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
+ Sức hút đỉnh buồng tích nhiệt dòng khí đi lên (không khí) đảm bảo sao
cho đủ lợng không khí cháy với hệ số d nhỏ nhất và sao cho áp suất mắt lửa
dòng khí lên của buồng đốt từ 0ữ1mm H
2
O, sức hút đỉnh buồng tích nhiệt ở

dòng khí xuống (sản phẩm cháy) sao cho áp suất mắt lửa dòng khí xuống ở
buồng đốt từ 0ữ (-0,5 mm H
2
O).
Quy định sức hút đỉnh buồng tích nhiệt, dòng khí lên là (-3,8)mm H
2
O sai
số 0,1mm H
2
O đối với cả phía máy và phía cốc.
+ Việc điều chỉnh sức hút đỉnh buồng tích nhiệt dòng khí xuống nhất
thiết phải đảm bảo cho dòng khí lên phù hợp quy định ( 0,3).
+ áp suất tập khí điều chỉnh sao cho áp suất đáy buồng than hoá cuối thời
gian kết cốc (+0,5) mm H
2
O.
VII. nhận xét :
- Hệ lò tuy có tuổi thọ cao nhng về mặt công nghệ ( các chế độ điều nhiệt, áp
lực, độ dãn của lò xo ) vẫn duy trì tốt đảm bảo cốc luyện kim sản xuất có
chất lợng tốt dùng cho luyện gang.
- môi trờng lò cốc không tránh khỏi bụi, hơi nóng. Cờng độ lao động của
ngời công nhân làm việc vất vả nhất trong 3 phân xởng chính.
- Máy móc thiết bị đợc chăm lo bảo dờng thờng xuyên ( bảo dỡng van điều
tiết , xả nớc ngng định kỳ trên đờng ống khí than,vệ sinh thuỷ phong, máy
giao hoán ).
- Chất lợng than cốc luyện kim có cờng độ trống quay giảm dần so với trớc
đây. Bình quân : 315 ( trong tháng 03 /2011).
-Môi trờng xanh sạch sẽ thực hiện tốt quy định về 5S.
-Lãnh đạo phân xởng luôn giám sát tốt việc quản lý CBCNV của mình, thực
hiện tốt cá quy trình cơng vị tại các bộ phận, chấp hành nghiêm kỷ luật của

phân xởng đề ra .
Chơng IV
Dây chuyền công nghệ phân x ởng hoá



S
KHOA HOá HọC Trường đại học khoa học –thái nguyên
I. s¬ ®å c«ng nghÖ
N8OQ339 H×nh bªn trang :
Trong ®ã:
1- ThiÕt bÞ ph©n ly 16- B¬m dÇu cèc lªn cao




h%%(
27
11
26
26
V
IV
II
I
II
I
68
21
25

2423
22
18
17
3'
3
1010
15
19
20
16
12
13
14
8
9
7
7
6
TËp khÝ
N‹íc nãng
:1i?[
N‹íc
5K)3
5
4
2
1
h
2

0
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
2- Làm lạnh sơ 17- Thùng chứa dầu cốc trên cao
3- Thuỷ phong làm lạnh sơ 18- Thiết bị trao đổi nhiệt
4- Quạt gió 19- Thùng chứa dầu cốc
5- Khử mù dầu cốc 20- Bơm dầu cốc vào nồi chng
6- Bể lắng cơ giới 21- Nồi chng dầu cốc
7- Thùng chứa nớc NH
3
trung gian 22- Tháp chng có hồi lu
8- Bể chứa dịch ngng trung gian 23- Làm lạnh sản phẩm chng
9- Bể chứa dầu cốc trung gian 24- Làm lạnh SP chng nhẹ (dầu nhẹ)
10- Thùng chứa dầu cốc để sấy 25-Phân lydầu nhẹ-Nớc Phênol
11- Bơm vận chuyển dầu cốc 26- Thùng đo
12- Bơm dầu cốc đi chế biến 27- Bơm chân không
13- Bơm nớc NH
3
bổ sung 28- Thùng làm nguội bê tum
14- Bơm nớc NH
3
đi tới làm lạnh trong tập khí.
15- Thùng chứa dầu cốc.
I, II, III, IV- Thùng chứa sản phẩm
( Dầu trung gian, dầu Náptalen, dầu tẩy, dầu Antraxen )
V- Thùng dầu nhẹ.
B$(%&0BBP
Khí than từ ống tập khí đã đợc làm lạnh bằng nớc NH
3
tuần hoàn. Sau khi
khí cốc đợc tới bằng nớc NH

3
nhiệt độ khí còn 80 - 90
0
C. Qua phân ly (1)
phần lỏng đợc chảy xuống bể lắng cơ giới (6). Phần khí đợc quạt gió (4) hút
qua làm lạnh sơ (2). Tại làm lạnh sơ và quạt gió có 1 phần dịch ngng lắng
đọng đợc thoát qua bình thuỷ phong (3 và 3') về bể chứa (8) khí ra khỏi quạt
gió vẫn còn 1 lợng mù dầu cốc nên dợc qua thiết bị khử mù (5) phần khí có




KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
thể coi là khí cốc nghịch. Trớc đây còn thu hồi, sản xuất (NH
4
)
2
SO
4
và
Benzen nay đã bỏ. Khí cốc nghịch theo đờng ống quay lại gia nhiệt lò cốc và
cung cấp cho các lò đốt khác. Phần dịch ngng trong khử mù chảy về bể chứa
dầu cốc (9). Tại bể lắng cơ giới (6) dịch ngng phân làm 3 lớp. Lớp trên cùng
là nớc NH
3
qua ống chảy vào thùng chứa nớc NH
3
trung gian (7) rồi đợc
bơm (14) bơm đi làm lạnh ống tập khí. Lớp giữa là dầu cốc đợc tháo định kỳ
xuống bể chứa trung gian (9). Sau đó dầu cốc đợc bơm lên 2 thùng chứa (10)

. Tại thùng chứa này dầu cốc đợc gia nhiệt gián tiếp bằng hơi nớc đến 80 -
85
o
C để thoát ẩm.
Khi độ ẩm trong dầu cốc còn khoảng 4% thì đợc bơm (12) bơm sang
thùng chứa (15), bơm (13) có nhiệm vụ bơm từ bể dịch ngng bổ xung cho bể
lắng cơ giới. Lớp dới cùng trong bể lắng cơ giới là vón than đợc băng cào
xích chạy với tốc độ chậm 1,8 m/h cào lên phễu chứa rồi đợc tháo ra theo
định kỳ. Dầu cốc có độ ẩm 4% từ thùng (15) đợc bơm (16) đa vào thùng
(19). Dầu cốc từ thùng (17) chảy qua thiết bị trao đổi nhiệt (18) rồi về thùng
chứa ( 19 ) để tiếp tục thoát ẩm xuống đến W < 1% (Có thể W = 0,3 - 0,4
(%). Dầu cốc có W < 1,2 % từ thùng (19) đợc bơm (20) đẩy vào nồi chng
(21). Tại nồi chng dầu cốc đợc gia nhiệt lên đến 100ữ105
o
C để thoát ẩm rồi
tiếp tục nâng dần nhiệt độ đến 165
o
C. Giai đoạn từ 100ữ165
o
C hơi thoát ra đ-
ợc đa qua thiết bị trao đổi nhiệt (18) để thu hồi nhiệt rồi qua thiết làm lạnh
(24), qua phân ly (25). Phần nớc tách ra đợc đổ vào cống Phênol còn phần
dầu đợc chứa vào thùng dầu nhẹ (V). Các giai đoạn tiếp theo: Bắt đầu chạy
bơm chân không (27) (Để giảm nhiệt độ sôi hỗn hợp) đồng thời nâng nhiệt
độ chng của nồi chng lên theo các mức nh sau : 165ữ260ữ280ữ295
o
C để thu
Naptalen, dầu trung gian, dầu tẩy. Hơi chng đợc qua tháp chng (22) (Tháp

>
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
chng có hồi lu tự nhiên) rồi qua thiết bị trao đổi nhiệt (18) sau đó qua làm
lạnh (23) về thùng đo (26) rồi đa vào chứa trong các thùng (I, II, III). Tiếp
theo nâng nhiệt độ chng lên 300 ữ 360
o
C để thu hồi dầu Antraxen. Hơi chng
đợc đa thẳng vào thiết bị trao đổi nhiệt rồi qua làm lạnh (23) về thùng đo rồi
đợc tháo ra thùng chứa (IV). sau khi đã lấy hết Antraxen thì dập lửa ngừng
gia nhiệt nồi chng, ngừng bơm chân không. Sản phẩm trong nồi chng lúc này
còn lại là Bi tum đợc tháo ra thùng (68) để nguội tự nhiên khi nhiệt độ còn
200
o
C thì tháo Bi tum ra bãi chứa ngoài trời.( Hoặc sản phẩm Nhựa đờng ).
II. Thành phần hoá học và tính chất của dầu cốc:
Dầu cốc là một sản phẩm của quá trình cốc hoá, thành phần của dầu cốc
rất phức tạp gồm hơn 300 chất khác nhau. Sự phức tạp không những ở số l-
ợng các chất nhiều mà còn ở chỗ gồm nhiều loại cacbonhyđro khác nhau:
Hợp chất thơm trung tính, các hợp chất dị vòng (chứa lu huỳnh, oxi, Nitơ).
Bảng tham khảo sau đây cho ta biết :
Sản lợng và thành phần dầu cốc phụ thuộc vào điều kiện luyện cốc và tính
chất của các loại than dùng luyện cốc.
Loại than
Nhiệt độ
cốc hoá
Tỷ lệ thu
hồi dầu
Tỷ trọng
dầu cốc

Chiếm trong dầu cốc
Cacbon
tự do
(%)
Naphtalen
thô
(%)
Phênol
(%)
Lửa dài 700 13,70 1,084 1,86 0 30,8
Than khí 700 10,30 1,089 2,32 0,02 22,4
Than mỡ 700 6,7 1,097 3,45 0,05 12,4



C
KHOA HOỏ HC Trng i hc khoa hc thỏi nguyờn
Lửa dài 850 8,9 1,123 3,25 0,51 15,8
Than khí 850 7,1 1,112 4,48 1,04 11,8
Than mỡ 850 4,9 1,117 5,74 2,12 7,15
Lửa dài 1000 7,3 1,165 5,12 2,1 11,0
Than khí 1000 5,56 1,168 6,05 2,87 10,04
Than mỡ 1000 3,70 1,176 8,20 5,75 5,40
JAB$A&J)
C% H
2
% N
2
% O
2

% S% H
2
O% Q
Kcal/kg
88-89 5,3 1,3 1,7 0,5 2,2 8500ữ10000
KA&J)
Dầu cốc là một dung dịch đặc sánh có màu đen, mùi hắc.
+ Tỷ trọng 1,15 ữ1,19
+ Độ nhớt ở 50
O
C: 9 ữ15
E
+ Nhiệt trị 8500 ữ10000 Kcal/kg
+ Tỷ trọng dầu cốc thay đổi theo chất lợng than nạp lò, chế độ thao tác
và chế độ nhiệt ở lò cốc.
III.NHậN XéT:
- Dây chuyền thu hồi và chế biến các sản phẩm hoá hiện nay tại phân xởng
Hoá cồng kềnh, mặt bằng kho bãi, chứa chật hẹp.
- Thu hồi dầu cốc tại các thùng chứa dầu cốc ít, hàm lợng nớc có trong dầu
cốc còn nhiều do hàm lợng nớc còn cao.
-Thíêt bị máy quạt gió luôn hoạt động tốt, các tháp làm lạnh làm việc tuân
thủ đúng theo quy trình công nghệ.
- Khu vực chng cất các sản phẩm Hoá chật hẹp, kho chứa nhựa đờng cha
rộng rãi còn gây ách tắc sản xuất. Nh khi cẩu hàng cho khách còn gặp nhiều
khó khăn.
- Xác định điểm chảy của sản phẩm Nhựa đờng trong khi chng là điều rất
quan trọng khi chng cất dầu cốc. Đòi hỏi tay nghề bậc thợ cao có trình độ
chuyên môn chuyên nghiệp.

I